内容正文:
2.2 波速与波长、频率的关系
1、定义: 沿波的传播方向,任意两个相邻的同相振动的质点之间的距离(包括一个“完整的波”),叫做波的波长.
一、波长( λ )
请想一想,为什么要强调“相邻”两个字?
(1)这两点对平衡位置的位移的大小和方向总保持相同.
(2)这两点 速度大小和方向总保持相同.
(3)这两点振动步调总保持相同.
2、说明
(1)“同相”理解 :任意时刻这两个质点的位移相同,速度也相同.
(2)物理意义:波源振动一个周期,波沿波的传播方向传播的距离就是一个波长.
横波中任意两个相邻的波峰或波谷之间的距离就是横波的波长,如图2-2-1所示.同样,纵波中任意两个相邻的密部或疏部之间的距离就是纵波的波长,如图2-2-2 所示.
(3)在横波中,两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长.
在纵波中,两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长.
(4)相距λ/2偶数倍的质点振动步调总是相同的;
相距λ/2奇数倍的质点振动步调总是相反的.
振源振动一个周期,波向前传递一个波长
λ
x
y
o
振源振动3个周期,波向前传递3个波长
3λ
x
y
o
二、振幅( A )
在波动中,各质点离开平衡位置的最大距离,即其振动的振幅,也称为波的振幅,如图2-2-3所示.
机械波是机械振动的传播,振动的振幅越大,振动的能量就越大,波所传播的能量也就越大.因此,波的振幅大小是波所传播能量的直接量度.
三、频率( f )
波在传播过程中,介质中质点振动的频率都相同,这个频率被称为波的频率,通常用字母f表示,单位是Hz.波的频率也等于在单位时间内通过某点的“完整的波”的数目.
波的频率等于波源振动的频率,与介质无关.在前面的学习中,我们已经知道频率与周期的关系为
或
1、说明
(1)波的周期(或频率)由波源决定,与传播波的介质无关。 同一列波在不同介质中传播时周期(或频率)保持不变.
(2)每经过一个周期的时间波就沿传播方向传播一个波长的距离.
(3)每经历一个周期,原有的波形图不改变.
人耳能够感觉到的声波的频率约为20Hz~20000Hz.男低音歌唱家发出的声音可以低到65Hz,而女高音歌唱家可以高达